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- 저자 : 오상우(Sangwoo, Oh) (검색결과 62 건)
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Oil Fluorescence Spectrum Analysis for the Design of Fluorimeter
오상우,서동민,안기영,김재우,이문진,전태병,서성규,Oh, Sangwoo,Seo, Dongmin,Ann, Kiyoung,Kim, Jaewoo,Lee, Moonjin,Chun, Taebyung,Seo, Sungkyu The Korean Society for Marine Environment and Ener 2015 한국해양환경·에너지학회지 Vol.18 No.4
해양에서 기름 유출 사고로 인한 오염도를 정량적으로 평가하기 위해서, 사고 현장에서 기름을 직접 탐지할 수 있는 센서의 적용이 필요하다. 여러 형태의 기름 탐지 센서 중에서, 기름 성분에 의한 형광 현상(fluorescence)을 탐지 원리로 하는 센서는 해수 중에 존재하는 기름의 농도를 측정할 수 있으므로 효용성이 높은 장점을 갖고 있다. 그러나 이런 종류의 센서는 기름의 형광 현상을 야기시키기 위해서, 수은 램프(mercury lamp)와 같은 자외선 광원(ultraviolet light source)이 필요하고 다양한 종류의 광학 필터와 광전증배관(photomultiplier tube, PMT)과 같은 광학 센서가 주로 사용된다. 이러한 이유로 형광 측정을 기반으로 하고 있는 센서는 측정 플랫폼의 크기가 크기 때문에 현장에서 원활히 사용하기에 한계가 있으며, 고가의 부품들이 집적되어 있어, 센서의 가격이 높은 단점을 갖고 있다. 이러한 단점을 극복하기 위해서, 본 논문에서는 소형의 크기와 가격 경쟁력을 갖고 있는 형광 광도계 기반의 기름 탐지 센서를 설계하는 방법에 대해서 제시하였다. 형광 광도계의 설계 인자를 파악하기 위한 방법으로, 본 연구에서는 5종의 원유 샘플과 3종의 정제유를 이용하여, 기름의 여기 스펙트럼(excitation spectrum)과 발광 스펙트럼(emission spectrum)을 측정하였다. 여기 스펙트럼과 발광 스펙트럼의 측정을 위해서는 형광 분광기(fluorescence spectrometer)를 이용하였고, 측정된 스펙트럼 자료를 분석하여 형광 광도계(fluorimeter) 설계에 필요한 유종에 따른 공통 스펙트럼 파장 대역을 도출하였다. 본 실험을 통해서 모든 종류의 기름 샘플의 경우, 여기 스펙트럼과 발광 스펙트럼의 최고 값을 갖는 파장의 차이는 약 50 nm인 것으로 파악되었다. 실험 중에서, 여기광의 파장을 365 nm와 405 nm로 고정하였을 경우, 280 nm와 325 nm로 고정하였을 경우에 비해서 최대 발광(emission)의 세기가 작아지는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 형광 광도계의 광원 파장을 365 nm 또는 405 nm로 사용할 경우, 광학 센서의 민감도(sensitivity)가 발광되는 빛의 세기를 측정할 수 있도록 설계에 반영해야 할 것으로 판단된다. 본 연구의 실험에서 도출된 결과를 통해서, 기름 탐지를 위한 형광 광도계의 광원, 광학 센서 그리고 광학 필터의 유효 파장 대역을 선택하는데 필요한 설계 인자를 파악할 수 있었다. To evaluate the degree of contamination caused by oil spill accident in the sea, the in-situ sensors which are based on the scientific method are needed in the real site. The sensors which are based on the fluorescence detection theory can provide the useful data, such as the concentration of oil. However these kinds of sensors commonly are composed of the ultraviolet (UV) light source such as UV mercury lamp, the multiple excitation/emission filters and the optical sensor which is mainly photomultiplier tube (PMT) type. Therefore, the size of the total sensing platform is large not suitable to be handled in the oil spill field and also the total price of it is extremely expensive. To overcome these drawbacks, we designed the fluorimeter for the oil spill detection which has compact size and cost effectiveness. Before the detail design process, we conducted the experiments to measure the excitation and emission spectrum of oils using five different kinds of crude oils and three different kinds of processed oils. And the fluorescence spectrometer were used to analyze the excitation and emission spectrum of oil samples. We have compared the spectrum results and drawn the each common spectrum regions of excitation and emission. In the experiments, we can see that the average gap between maximum excitation and emission peak wavelengths is near 50 nm for the every case. In the experiment which were fixed by the excitation wavelength of 365 nm and 405 nm, we can find out that the intensity of emission was weaker than that of 280 nm and 325 nm. So, if the light sources having the wavelength of 365 nm or 405 nm are used in the design process of fluorimeter, the optical sensor needs to have the sensitivity which can cover the weak light intensity. Through the results which were derived by the experiment, we can define the important factors which can be useful to select the effective wavelengths of light source, photo detector and filters.
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오상우(Sangwoo Oh),이문진(Moonjin Lee),최혁진(Hyeukjin Choi),이승훈(Seunghoon Lee) 한국해양환경·에너지학회 2011 한국해양환경공학회 학술대회논문집 Vol.2011 No.11
본 연구에서는 실리콘 고무가 기름과 접촉할 경우 부피가 팽창하는 현상을 해상 유출유 탐지 센서의 원리로 적용하기 위해 트랜스듀서인 센서 코어의 제작 과정과 제작된 센서 코어의 특성을 실험적으로 분석한 결과를 제시한다. 제안된 센서 코어는 기름과의 반응에 의한 부피의 변화를 전기적인 신호로 전환하는 역할을 하며, 이를 제작하기 위해서 액상의 실리콘과 스트레인 게이지를 함께 캐스팅하는 방법을 이용하였다. 실험 부분에서는 기름의 종류에 따른 센서 코어의 무게 변화량과 시간별 스트레인 변화량을 측정하였고, 센서 코어의 재사용 가능성을 확인하기 위해서 반복적인 기름 접촉 실험으로 그 결과를 도출하였다. 본 연구를 통해 얻은 결과를 통해, 해상 유출유 탐지 센서의 핵심적인 트랜스듀서 역할을 하는 센서 코어의 적용 가능성을 확인하였다. In this research, the oil detection method and the characteristic of sensor using the selective reaction of silicone rubber in response to hydrocarbon oil will be described. As a sensing principle, the swelling property of silicone rubber in response to hydrocarbon fuel is used, plus a strain gauge to transduce the volume change to an electrical signal. The sensor core is manufactured with a strain gauge embedded in silicone rubber by the curing process and through the characteristics experiment of sensor core with various oils, it is shown that the sensor core can be used in the oil spill detection sensor. Though this research it is proven that this sensor core can be used as an transducer for the detection of various oils on the sea.
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하수관로 조사 매뉴얼 및 하수관 표준시방서 개정(안)을 위한 연구
오상우 ( Sangwoo Oh ),송치원 ( Chiwon Song ),최성철 ( Seongcheol Choi ) 한국물환경학회 2020 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2020 No.-
노후화된 하수관로를 정밀하게 조사하기 위한 기술 개발에 관한 연구가 최근에 활발하게 진행되고 있다. 이러한 연구는 맨홀 3D Profiling, PPR (Pipe Penetrating Radar) 조사, 고내산성 콘크리트관 및 뒷채움재 등 다양한 신기술 및 공법을 포함하고 있다. 기존 하수관로 매뉴얼 및 시설기준에 관한 연구는 주로 정비사업 진행 및 관리 시스템과 같은 기초적인 기틀을 마련하는 연구에 집중되어 수행되어왔기 때문에 개발된 신기술, 신제품 그리고 신공법 등을 현장에 적용하기 위해서는 하수관로 조사 매뉴얼 및 하수관 표준시방서 개정이 필요하다. 본 논문에서는 기존 하수관로 조사를 위한 매뉴얼과 표준시방서에는 다루지 않는 신기술 및 신공법에 관한 개선 필요사항을 조사함으로써 하수관로 및 맨홀 조사 매뉴얼, 하수관 표준시방서의 개정 방안을 제안한다. 먼저, 하수관로 및 맨홀 조사 매뉴얼에는 맨홀 3D 조사 시스템에 대한 전체적 내용이 부재하기 때문에 맨홀 3D 조사 시스템을 활용함으로써 맨홀에 대한 결함 감지가 가능하다는 내용에 대한 개정이 필요하다. 또한 기존 매뉴얼에서는 CCTV를 활용한 하수관로의 조사에 대한 내용만 존재하기 때문에 PPR 조사 시스템과 멀티센서 활용 조사 시스템을 활용함으로써 하수관거에 대한 대부분의 결함 감지가 가능하다는 내용에 대한 개정이 필요하다. 다음으로 하수관 표준시방서에서는 고내산성 콘크리트 하수관 및 일체형 뒷채움재에 대한 내용에 대한 개정이 필요하고 현재 부재한 지반공동 긴급복수 시스템과 하수관로의 접합부 수밀성능 개선을 위한 보수시스템에 대한 내용에 대한 개정 또한 요구된다. 향후 단계별 종합적 Test-bed를 통한 신기술, 신제품 그리고 신공법에 대한 검증 평가 결과를 이용한다면 최종 개정안을 제시할 수 있을 것으로 기대된다.
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하수관로 조사 매뉴얼 및 하수관 표준시방서 개정(안)을 위한 연구
오상우 ( Sangwoo Oh ),송치원 ( Chiwon Song ),최성철 ( Seongcheol Choi ) 한국물환경학회 2020 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2020 No.-
노후화된 하수관로를 정밀하게 조사하기 위한 기술 개발에 관한 연구가 최근에 활발하게 진행되고 있다. 이러한 연구는 맨홀 3D Profiling, PPR (Pipe Penetrating Radar) 조사, 고내산성 콘크리트관 및 뒷채움재 등 다양한 신기술 및 공법을 포함하고 있다. 기존 하수관로 매뉴얼 및 시설기준에 관한 연구는 주로 정비사업 진행 및 관리 시스템과 같은 기초적인 기틀을 마련하는 연구에 집중되어 수행되어왔기 때문에 개발된 신기술, 신제품 그리고 신공법 등을 현장에 적용하기 위해서는 하수관로 조사 매뉴얼 및 하수관 표준시방서 개정이 필요하다. 본 논문에서는 기존 하수관로 조사를 위한 매뉴얼과 표준시방서에는 다루지 않는 신기술 및 신공법에 관한 개선 필요사항을 조사함으로써 하수관로 및 맨홀 조사 매뉴얼, 하수관 표준시방서의 개정 방안을 제안한다. 먼저, 하수관로 및 맨홀 조사 매뉴얼에는 맨홀 3D 조사 시스템에 대한 전체적 내용이 부재하기 때문에 맨홀 3D 조사 시스템을 활용함으로써 맨홀에 대한 결함 감지가 가능하다는 내용에 대한 개정이 필요하다. 또한 기존 매뉴얼에서는 CCTV를 활용한 하수관로의 조사에 대한 내용만 존재하기 때문에 PPR 조사 시스템과 멀티센서 활용 조사 시스템을 활용함으로써 하수관거에 대한 대부분의 결함 감지가 가능하다는 내용에 대한 개정이 필요하다. 다음으로 하수관 표준시방서에서는 고내산성 콘크리트 하수관 및 일체형 뒷채움재에 대한 내용에 대한 개정이 필요하고 현재 부재한 지반공동 긴급복수 시스템과 하수관로의 접합부 수밀성능 개선을 위한 보수시스템에 대한 내용에 대한 개정 또한 요구된다. 향후 단계별 종합적 Test-bed를 통한 신기술, 신제품 그리고 신공법에 대한 검증 평가 결과를 이용한다면 최종 개정안을 제시할 수 있을 것으로 기대된다.
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하수관로 조사 매뉴얼 및 하수관 표준시방서 개정(안)을 위한 연구
오상우 ( Sangwoo Oh ),송치원 ( Chiwon Song ),최성철 ( Seongcheol Choi ) 한국물환경학회 2020 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2020 No.-
노후화된 하수관로를 정밀하게 조사하기 위한 기술 개발에 관한 연구가 최근에 활발하게 진행되고 있다. 이러한 연구는 맨홀 3D Profiling, PPR (Pipe Penetrating Radar) 조사, 고내산성 콘크리트관 및 뒷채움재 등 다양한 신기술 및 공법을 포함하고 있다. 기존 하수관로 매뉴얼 및 시설기준에 관한 연구는 주로 정비사업 진행 및 관리 시스템과 같은 기초적인 기틀을 마련하는 연구에 집중되어 수행되어왔기 때문에 개발된 신기술, 신제품 그리고 신공법 등을 현장에 적용하기 위해서는 하수관로 조사 매뉴얼 및 하수관 표준시방서 개정이 필요하다. 본 논문에서는 기존 하수관로 조사를 위한 매뉴얼과 표준시방서에는 다루지 않는 신기술 및 신공법에 관한 개선 필요사항을 조사함으로써 하수관로 및 맨홀 조사 매뉴얼, 하수관 표준시방서의 개정 방안을 제안한다. 먼저, 하수관로 및 맨홀 조사 매뉴얼에는 맨홀 3D 조사 시스템에 대한 전체적 내용이 부재하기 때문에 맨홀 3D 조사 시스템을 활용함으로써 맨홀에 대한 결함 감지가 가능하다는 내용에 대한 개정이 필요하다. 또한 기존 매뉴얼에서는 CCTV를 활용한 하수관로의 조사에 대한 내용만 존재하기 때문에 PPR 조사 시스템과 멀티센서 활용 조사 시스템을 활용함으로써 하수관거에 대한 대부분의 결함 감지가 가능하다는 내용에 대한 개정이 필요하다. 다음으로 하수관 표준시방서에서는 고내산성 콘크리트 하수관 및 일체형 뒷채움재에 대한 내용에 대한 개정이 필요하고 현재 부재한 지반공동 긴급복수 시스템과 하수관로의 접합부 수밀성능 개선을 위한 보수시스템에 대한 내용에 대한 개정 또한 요구된다. 향후 단계별 종합적 Test-bed를 통한 신기술, 신제품 그리고 신공법에 대한 검증 평가 결과를 이용한다면 최종 개정안을 제시할 수 있을 것으로 기대된다.
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기름-물 혼합물에 대한 빛의 파장 대역별 흡수 영상 분석
오상우(Sangwoo Oh),이문진(Moonjin Lee) 한국해양환경·에너지학회 2012 한국해양환경·에너지학회 학술대회논문집 Vol.2012 No.5
본 연구에서는 분리된 기름-물 혼합물에 대해 여러 파장대역의 광원으로 부터 흡수된 빛이 전자결합소자(CCD)에 투영된 영상을 분석하는 방법을 통해, 물 위에 기름의 존재 유?무와 상태를 파악할 수 있는 광학적 기름 탐지 방법에 대한 기초 연구 결과를 제시한다. 물위에 기름의 존재 유?무와 기름의 두께 정보를 얻기 위해서, 혼합물을 통과하면서 감소되는 빛의 강도를 전자결합소자로 획득한 영상을 통해 분석하는 방법을 이용하였으며, 최고의 선택도를 가진 광원의 파장대역을 찾기 위해서 발광다이오드(LED)의 파장대역별로 선택도를 비교하는 실험 진행하였다. 본 연구에서 사용된 발광다이오드 중 465 nm의 파장대역을 갖는 발광다이오드가 물과 기름의 존재유무 및 기름의 두께에 따라 감소되는 차이가 가장 크다는 결과를 얻을 수 있었다. 해당 연구를 통해서 해상에 유출된 기름을 물과 기름이 갖는 특정 파장대역의 빛에 대한 흡수도의 차이로 탐지할 수 있는 새로운 광학적 분석 방법론을 제안한다. In this study, a new optical method for oil detection using an analysis the ]ight-absorption image of separate oil-water mixture with an artificial illumination is described. To obtain an information about the presence of oil on water and the thickness of oil, the intensity of light-absorption images acquired through CCD is analyzed. To select the optimal wavelength of the light source, the experiment is conducted using several LEDs having four different wavelength. In the case of using a blue LED having 465 nm wavelength, an intensity decreasing tendency of light-absorption image is obvious and clear. Through this research, new optical oil detection methodology is proposed using the absorption difference between water and oil with light source having specific wavelength and CCD.
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